Autoclave de tratamiento de residuos para proporcionar secado asistido por vapor.

Un aparato para procesar productos de desecho sólidos, comprendiendo dicho aparato:

(a) una autoclave (1) cilíndrica montada de manera giratoria que tiene una superficie interior y dos extremos, terminando al menos un extremo en una compuerta (7) que puede abrirse para permitir el acceso al interior de dicha autoclave (1) y cerrarse herméticamente para permitir la presurización de dicha autoclave (1);

(b) una entrada (8) de vapor de autoclave para inyectar vapor de contacto en dicha autoclave (1) con el fin de entrar en contacto con el material de desecho colocado en dicha autoclave (1)

caracterizado por

(c) una pluralidad de paletas huecas rectas adaptadas para conducir el vapor de no contacto y que sobresalen desde dicha superficie interior de dicha autoclave (1);

(d) al menos una entrada de vapor de paletas para inyectar vapor en dichas paletas, extendiéndose las paletas desde un extremo de la autoclave (1) al otro.

Autoclave de tratamiento de residuos para proporcionar secado asistido por vapor Campo técnico

La presente invención se refiere al tratamiento de los residuos sólidos municipales y similares. Esta divulgación de la invención presenta un medio de utilización del vapor para calentar y secar sólidos heterogéneos húmedos dentro de una autoclave giratoria con al menos una puerta de entrada y de salida.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas y métodos para tratar material de proceso y, más especialmente, a sistemas y métodos para tratar material de desecho sólido municipal, material de desecho médico, papel regenerado y similares.

Habitualmente, este proceso implica esterilizar materiales de alta densidad, tales como vidrio, plásticos, metales y recuperar otros a partir de residuos sólidos urbanos (RSU) y convertir papel, cartón, residuos de alimentos, etc. en fibra utilizable y separarla de otros materiales reciclables.

Como resultado de la creciente escasez de vertederos y de las regulaciones ambientales más estrictas, se han hecho esfuerzos para reducir el volumen del material de proceso, tal como los residuos sólidos urbanos (RSU) y el material de papel, tal como el papel de periódico y otros productos de papel regenerados y reciclados, como una etapa en el proceso de eliminación del material, o depositándolo en vertederos, incinerándolo o reciclándolo.

Se han desarrollados sistemas y métodos para romper dicho material para su eliminación, o en el caso de los productos de papel, usarlo como aislamiento, o para procesarlo adicionalmente para producir un producto combustible.

Sigue siendo deseable poder secar de manera eficiente una masa de residuos tratada dentro de una autoclave, ya que es beneficioso convertir la masa de residuos en una masa relativamente seca para su procesamiento posterior, tal como en combustible granulado, o como combustible para su uso en cámaras de combustión de lecho fluidizado y similares.

Una de las desventajas de las disposiciones de la técnica anterior es que muchas autoclaves presentan paletas helicoidales que resisten el flujo de material cuando se cargan los residuos en la autoclave y cuando se retira la masa de residuos tratada de la autoclave. Las paletas helicoidales también crean obstrucciones cuando está presente un material correoso y fibroso, tal como la ropa y las alfombras.

Otra desventaja de los sistemas anteriores es que no han sido capaces de proporcionar un secado eficiente in situ, ni de hacer un uso eficiente y eficaz del vapor residual para dicho proceso.

En este mismo sentido, el entorno que rodea la autoclave durante la carga difiere del que rodea la autoclave durante la descarga. Como estos entornos difieren, también es deseable poder proporcionar una autoclave de tratamiento de residuos que pueda cargarse, hacerse funcionar o descargarse a la vez que se mantiene un cierto grado de separación o de aislamiento del entorno de carga con respecto al entorno de descarga.

En consecuencia, la presente invención representa una mejora con respecto al aparato y los métodos de la técnica anterior, tales como los descritos en las patentes de Estados Unidos números 5.54.391; 5.126.363; 5.253.764; 5.19.226; 5.361.994; 5.427.65; 5.47.89; 5.636.449; 5.655.718 y 6.397.492, la solicitud según el PCT PCT/US6/16773 y PCT/US28/112168.

Ejemplos recientes (véase, por ejemplo, la patente 5.636.449) proporcionan mejoras en la tecnología de los sistemas que proporcionan vapor para el uso de un tubo o tubos situados longitudinalmente en una configuración conocida como un secador de tubos. El vapor, introducido en estos tubos, calienta directamente los contenidos de la autoclave, evaporando el agua contenida.

La turbulencia introducida por rotación garantiza que todos los contenidos (de pasta húmeda homogénea) se calientan y se secan adecuadamente.

En los secadores de tubos, el vapor se introduce en, y el agua/vapor se expulsa a través de, una unión giratoria común en un extremo de la autoclave. El extremo de la autoclave proporciona unos colectores para distribuir el vapor/recoger el vapor usado hacia y desde los tubos en la autoclave.

La técnica anterior facilita la reutilización del vapor de contacto usado a través de la "regeneración". El vapor usado se separa del condensado líquido y se combina con vapor sobrecalentado y energético en un dispositivo de

recompresión térmica de vapor (TVR), produciendo un producto de vapor saturado con una temperatura y una presión elevadas para reutilizar en el secador. El condensado de contacto se hace recircular en la caldera, y una pequeña purga (5%) de vapor del TVR elimina los no condensables (con una pérdida significativa de energía). El condensado de no contacto se hace recircular en la caldera.

La experiencia con autoclaves de residuos muestra que el vapor de contacto tiene contaminantes tales como los vapores orgánicos. Con el tiempo, la técnica actual da como resultado la liberación perjudicial de los vapores en el condensado de vapor de contacto. Además, la experiencia demuestra que el vapor de contacto usado tiene un contenido de aire sustancial, con consecuencias perjudiciales tanto para el coeficiente de transferencia de calor como para la vida del tubo/la caldera/el material de fontanería.

Sumario de la invención

La invención incluye un aparato y unos métodos para tratar residuos sólidos usando una autoclave y, especialmente, para secar los residuos y reciclar el vapor del sistema de autoclave.

Aparato con paletas huecas rectas para la conducción de vapor

La invención incluye un aparato para procesar productos de desecho sólidos, comprendiendo dicho aparato: (a) una autoclave cilindrica montada de manera giratoria que tiene una superficie interior y dos extremos, terminando al menos un extremo en una compuerta que puede abrirse para permitir el acceso al interior de dicha autoclave y cerrarse herméticamente para permitir la presurización de dicha autoclave; (b) una entrada de vapor de autoclave para inyectar vapor de contacto en dicha autoclave con el fin de entrar en contacto con el material de desecho colocado en dicha autoclave; (c) una pluralidad de paletas huecas rectas adaptadas para conducir el vapor de no contacto y que sobresalen desde dicha superficie interior de dicha autoclave; y (d) al menos una entrada de vapor de paletas para inyectar vapor en dichas paletas, extendiéndose las paletas desde un extremo de la autoclave al otro.

Se prefiere que la autoclave comprenda, además, una salida de vapor residual adaptada para conducir el vapor de contacto residual procedente de dicho interior de dicha autoclave y donde otra salida de vapor residual está adaptada para conducir dicho vapor residual de no contacto procedente de dichas paletas.

También se prefiere que la entrada de vapor de autoclave y la entrada de vapor de paletas estén provistas, cada una de las mismas, de un conectar giratorio con el fin de permitir el suministro de vapor a través del mismo, mientras que se hace girar la autoclave. De manera habitual y preferente, el vapor introducido en las paletas comprende, al menos parcialmente, vapor reconstituido a partir del condensado de paletas de no contacto obtenido de la autoclave.

Puede usarse una válvula de flujo variable para controlar dinámicamente la calidad del vapor de salida.

Preferentemente, la invención también presenta la autoclave que comprende, además, una salida de vapor residual adaptada para conducir el vapor residual procedente del interior de la autoclave y donde otra salida de vapor residual está adaptada para conducir el vapor residual de no contacto procedente de las paletas huecas; y un dispositivo que está adaptado para reconstituir el vapor residual procedente de las paletas huecas y para reintroducir el vapor reconstituido en la entrada de vapor de autoclave y/o las entradas de otras autoclaves. Esta realización puede comprender, además, un separador de vapor seguido por un dispositivo de recompresión mecánica de vapor para separar el vapor y una caldera/un generador de vapor para separar el agua.

Método de tratamiento de residuos que implica el calentamiento de vapor usando vapor de contacto v de no contacto

La presente invención también incluye un método de procesamiento de material de desecho sólido en una autoclave, que comprende: (1) cargar la autoclave con una carga de productos de desecho sólidos, comprendiendo la autoclave: (a) una autoclave cilindrica montada de manera giratoria que tiene una superficie interior y dos extremos, terminando al menos un extremo en una compuerta que puede abrirse para permitir el acceso al interior de la autoclave y cerrarse herméticamente... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para procesar productos de desecho sólidos, comprendiendo dicho aparato:

(a) una autoclave (1) cilindrica montada de manera giratoria que tiene una superficie interior y dos extremos, terminando al menos un extremo en una compuerta (7) que puede abrirse para permitir el acceso al interior de dicha autoclave (1) y cerrarse herméticamente para permitir la presurización de dicha autoclave (1);

(b) una entrada (8) de vapor de autoclave para inyectar vapor de contacto en dicha autoclave (1) con el fin de entrar en contacto con el material de desecho colocado en dicha autoclave (1)

caracterizado por

(c) una pluralidad de paletas huecas rectas adaptadas para conducir el vapor de no contacto y que sobresalen desde dicha superficie interior de dicha autoclave (1);

(d) al menos una entrada de vapor de paletas para inyectar vapor en dichas paletas, extendiéndose las paletas desde un extremo de la autoclave (1) al otro.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 donde dicha autoclave (1) comprende, además, una salida de vapor residual adaptada para conducir el vapor de contacto residual procedente de dicho interior de dicha autoclave (1) y donde otra salida de vapor residual está adaptada para conducir dicho vapor residual de no contacto procedente de dichas paletas.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2 donde dicha entrada (8) de vapor de autoclave y dicha entrada de vapor de paletas están provistas, cada una de las mismas, de un conectar giratorio con el fin permitir el suministro de vapor a través del mismo, mientras que se hace girar dicha autoclave (1).

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2 que comprende, además, una válvula de flujo variable usada para controlar dinámicamente la calidad del vapor de salida.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 donde dicha autoclave (1) comprende, además, una salida de vapor residual adaptada para conducir el vapor residual procedente de dicho interior de dicha autoclave (1) y donde otra salida de vapor residual está adaptada para conducir el vapor residual de no contacto procedente de dichas paletas (2) y un dispositivo está adaptado para reconstituir dicho vapor residual de dichas paletas huecas y para reintroducir el vapor reconstituido en dicha entrada (8) de vapor de autoclave y/o las entradas de otras autoclaves.

6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende, además, un separador de vapor seguido por un dispositivo de recompresión mecánica de vapor para separar el vapor y una caldera/un generador de vapor para separar el agua.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 donde dicha autoclave (1) está adaptada para inclinarse en un ángulo con respecto a la horizontal con el fin de hacer que el líquido condensado dentro de dichas paletas se desplace desde el extremo de suministro de vapor al extremo de escape de vapor.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende, además, medios para controlar la inclinación de dicha autoclave (1) detectando las condiciones del condensado de escape de vapor de paletas y ajustando la inclinación para regular la producción y el escape del condensado en dichas paletas.

9. Un método de procesamiento de material de desecho sólido en una autoclave (1), que comprende:

(1) cargar la autoclave (1) con una carga de productos de desecho sólidos, comprendiendo dicha autoclave (1):

(a) una autoclave (1) cilindrica montada de manera giratoria que tiene una superficie interior y dos extremos, terminando al menos un extremo en una compuerta (7) que puede abrirse para permitir el acceso al interior de dicha autoclave (1) y cerrarse herméticamente para permitir la presurización de dicha autoclave (1);

(b) una entrada (8) de vapor de autoclave para inyectar vapor en dicha autoclave (1) con el fin de entrar en contacto con el material de desecho colocado en dicha autoclave (1);

(c) una pluralidad de paletas huecas rectas adaptadas para conducir el vapor y que sobresalen desde dicha superficie interior de dicha autoclave (1); y

(d) al menos una entrada de vapor de paletas para inyectar vapor en dichas paletas, una primera salida de vapor residual para conducir el vapor residual procedente del interior de la autoclave (1) y una segunda salida de vapor residual para conducir el vapor residual de no contacto procedente de las paletas;

(2) cerrar herméticamente la autoclave (1);

(3) hacer girar dicha autoclave (1) con el fin de hacer que dicha carga de material de desecho sólido se mueva desde la parte inferior de dicha autoclave (1) hacia la parte superior de dicha autoclave (1), mientras que se introduce vapor de contacto en dicha autoclave (1), con el fin de producir residuos procesados estériles; y

(5) despresurizar, a continuación de lo anterior, la autoclave (1) y descargar los residuos procesados de la

misma,

caracterizado por que las paletas se extienden desde un extremo de la autoclave (1) al otro.

1. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, donde la pluralidad de paletas huecas son paletas huecas rectas 5 y el vapor se introduce en las paletas con el fin de producir residuos procesados secos estériles.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho vapor introducido en dichas paletas está compuesto sustancialmente de vapor residual de no contacto reconstituido obtenido de dicha autoclave (1).

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, donde dicho vapor introducido en dichas paletas comprende

vapor residual de no contacto reconstituido obtenido de dicha autoclave (1), y comprende además una válvula de flujo variable adaptada para controlar el flujo de dicho vapor residual.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho dispositivo adaptado para reconstituir dicho vapor 15 residual de no contacto es un separador de vapor seguido por un dispositivo de recompresión mecánica de vapor para separar el vapor y una caldera/un generador de vapor para separar el agua, donde la energía térmica de dicho condensado de contacto se recupera por transferencia de calor al aire de combustión, a la generación de vapor, y/o por recompresión mecánica directa de vapor.